JP2001338744A - マイナスイオン発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 空気清浄機などに組込んで大量のマイナスイ
オンを発生させる為のマイナスイオン発生装置に関す
る。 【解決手段】 空気吹出ファン５の風が吹出す枠体１の
空気吹出口４付近の空気流路２内に電極７を設け、該電
極７から隔離された枠体１内に接触する部材と絶縁状態
に取付けた導電性部材８を配置する。枠体１内には高圧
トランス６と整流回路６ａによって直流の高電圧を出力
する高電圧端子６ｂ・６ｃを設け、前記電極７にマイナ
ス高電圧端子６ｂを接続し、枠体１内の導電性部材８に
プラス高電圧端子６ｃを接続し、電極７と導電性部材８
との間に直流の高電圧をかけることによって、空気流路
２内に多量のマイナスイオンを発生する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は空気清浄機などに組込
まれて、大量のマイナスイオンを発生させるマイナスイ
オン発生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】空気中に存在するマイナスイオンには人
の健康な状態を維持して気分を爽快にするという働きが
あることについて注目されており、最近では空気調和機
などから吹出す風と一緒にマイナスイオンが室内に放出
できるように、空気調和機の枠体内にマイナスイオン発
生装置を組込んだものが好まれている。

【０００３】即ち、空気調和した空気が流れる枠体内に
空気流路を配置し、該空気流路の中に空気流を作り出す
空気吹出ファンと、空気流路の端に設けた空気吹出口と
を形成し、空気吹出口付近の空気流路内に針状の電極を
取付け、該電極から約１０ｍｍ前後距離をおいた空気流
路内に一定の長さを持った板状電極を取付けする構造を
設けている。そして、高圧トランスの昇圧側コイルの両
端には整流回路を設けて直流高電圧を得ており、高圧ト
ランスのマイナス高電圧端子を針状の電極に接続し、プ
ラス高電圧端子を板状電極に接続している。

【０００４】このように空気流路中に取付けた電極と板
状電極は直流の高電圧がかけられた状態で対峙している
ので、空気流路を通過する空気がイオン化してマイナス
イオンを発生させることができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】マイナスイオンの発生
量を増やすには電極と板状電極の間にかける直流の電圧
を高くする必要があるが、マイナスイオンの増加と共に
高圧回路に流れる電流が多くなって電極の劣化が早くな
って耐久性がなくなる問題点があり、また、このように
両電極間にかける電圧が高くなるとコロナ放電が起きや
すく、人体に悪影響を及ぼす可能性が高いオゾンの発生
量が多くなるという問題点がある。

【０００６】更に、両電極とその周囲の部材はプラスま
たはマイナスに帯電して、空気流路を通過する空気流に
含まれる細かい塵や埃が付着するから、空気中の湿度な
どによって両電極間の絶縁状態が劣化すると、最悪、両
電極間が導通に近い状態になり、マイナスイオン発生装
置としての機能に大きな支障がでるという問題点が発生
し、マイナスイオン量が激減または出なくなってしまう
ものであった。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は、枠体１内に
空気流路２を形成し、かつ、空気流路２の端には空気吸
込口３と空気吹出口４とを設け、該空気吸込口３から空
気吹出口４に至る空気流路２には、空気流を作り出す空
気吹出ファン５を設けると共に、枠体１には昇圧コイル
で構成する高圧トランス６を内装し、該高圧トランス６
の出力側には整流回路６ａを介在して直流の高電圧端子
６ｂ・６ｃを設け、空気吹出口４付近の空気流路２の中
に電極７を配置し、該電極７から離れた枠体１内には接
触する部材と絶縁状態にある導電性部材８を配置し、電
極７に高圧トランス６のマイナス高電圧端子６ｂを接続
し、枠体１内の導電性部材８に高圧トランス６のプラス
高電圧端子６ｃを接続し、電極７と導電性部材８との間
に直流の高電圧をかけることによってマイナスイオンの
発生量を増加させたものである。

【０００８】また、空気流を空気流路２内に作り出す空
気吹出ファン５の電動機５ａは枠体１の部材と絶縁状態
に配置し、空気吹出ファン５の電動機５ａの外郭を導電
性部材８とみなして高圧トランス６のプラス高電圧端子
６ｃを接続し、電極７と電動機５ａの外郭との間に高電
圧をかけることによって、空気吹出ファン５の電動機５
ａが絶縁状態に配置してあっても、空気吹出ファン５の
電動機５ａと電極７との間に微弱な電流が流れ、電極７
付近で大量のマイナスイオンが発生するものである。

【０００９】また、前記高圧トランス６の制御装置９の
電源回路を構成する電源トランス１０は枠体１の部材と
絶縁状態に配置し、該電源トランス１０の外郭を導電性
部材８とみなして高圧トランス６のプラス高電圧端子６
ｃを接続し、電極７と電源トランス１０の外郭との間に
高電圧をかけることによって、電源トランス１０が絶縁
状態に配置してあっても、電源トランス１０と電極７と
の間に微弱な電流が流れ、電極７付近で大量のマイナス
イオンが発生するものである。

【００１０】更に、交流電源１１と接地端子１１ａを設
けると共に、前記高圧トランス６のプラス高電圧端子６
ｃを接続した導電性部材８はアース線１２によって接地
端子１１ａと接続し、高圧トランス６のプラス高電圧端
子６ｃと導電性部材８とを接地することによって、両高
電圧端子６ｂ・６ｃ間に電流が流れ易くなり、電極７付
近で大量のマイナスイオンが発生するものである。

【００１１】

【作用】空気吹出ファン５による空気流のある空気吹出
口４付近の空気流路２内に電極７を設け、また、接触す
る部材と絶縁状態にある導電性部材８を枠体１内に設
け、空気流路中の電極７と枠体１内の導電性部材８との
間にマイナス高電圧端子６ｂが電極７側にかかるように
直流の高電圧をかけたもので、電極７と対峙する板状電
極が全く無い状態であるから、オゾンが発生するような
コロナ放電や、電極７から空気中を直接板状電極に向か
う放電現象は起こり得ない。

【００１２】このような状態で、電極７と接触する絶縁
体で遮断された導電性部材８との間で直流の高電圧をか
けると、絶縁体自身がプラスに帯電しながら電極７と対
峙しており、電極７から飛び出した電子は枠体１に向か
い、その途中で中性の空気の分子をマイナスイオン化す
るものである。この為、直接放電の形で電流が流れない
から効率よく空気のマイナスイオン化ができ、大量のマ
イナスイオンが発生するものである。

【００１３】また、導電性部材８の容積は大きな方がマ
イナスイオンの発生量が多くなる関係にあり、絶縁体で
遮断される容積の大きな空気吹出ファン５の電動機５ａ
や電源トランス１０の外郭にプラス高電圧端子６ｃを接
続すれば、マイナスイオンの発生量を多くすることがで
きる。

【００１４】更に、プラス高電圧端子６ｃが接続される
導電性部材８を交流電源１１の接地端子１１ａに接続す
れば、プラスの電荷が接地端子１１ａに流れるので、両
高電圧端子６ｂ・６ｃに流れる微弱な電流が幾分増え
て、更にマイナスイオンの発生量が増加するものであ
る。

【００１５】

【実施例】図に示す実施例によってこの発明を説明する
と、１は空気清浄機で構成する空気調和機の枠体、２は
枠体１内に形成した空気流路、１３は枠体１内の空気流
路２を前部室Ａと後部室Ｂとに分割する仕切板、１３ａ
は仕切板１３を挾んだ前部室Ａと後部室Ｂとを連通する
開口、３は枠体１の正面の空気流路２の前部室Ａの端に
設けた空気吸込口、４は空気流路２の後部室Ｂの端で枠
体１の後部の上面に設けた空気吹出口である。

【００１６】１４は枠体１の正面の空気吹出口２に設け
た前面グリル、１５は枠体１の空気吸込口２の内側の前
部室Ａに設けたフィルター機構、１５ａはフィルター機
構１５を構成して内部に瀘過体を収納したフィルタ枠
体、１６は前部室Ａに設けたフィルタ枠体１５ａを保持
するガイドであり、フィルタ機構１５のフィルタ枠体１
５ａはガイド１６に沿って着脱可能に収納している。

【００１７】５は枠体１の後部室Ｂに設けた空気吹出フ
ァン、５ａは空気吹出ファン５を駆動する電動機、１７
は実質的に後部室Ｂを構成する空気吹出ファン５のファ
ンガイドであり、ファンガイド１７の出口は前記枠体１
の空気吹出口４に連なっている。

【００１８】前記仕切板１３の開口１３ａの中央には電
動機５ａを収納するように仕切板１３と一体に構成した
電動機カバーを形成して、この中に電動機５ａが取付け
られている。従って、枠体１の前部室Ａでフィルタ機構
１５によって清浄にされた空気は、仕切板１３の電動機
カバーの周囲の開口１３ａから後部室Ｂに吸込まれ、空
気吹出ファン５によって枠体１の空気吹出口４から上方
に吹出している。

【００１９】１８は空気調和機の運転スイッチ、１９は
空気調和機の各種スイッチ群を装置した操作パネル、２
０は空気調和機を制御するマイコン基板、２１は高電圧
発生回路を通電制御するリレー装置、９は前記マイコン
基板２０を内装して空気吹出ファン５の電動機５ａや高
圧電圧発生回路のリレー装置２１を制御する制御回路で
あり、取扱者が操作パネル１９によって各運転モードを
指示すると、指定した運転が実行できるようになってい
る。

【００２０】６は空気流路２から離れた枠体１内の適所
に配置した昇圧コイルで構成する高圧トランス、６ａは
高圧トランス６の出力側の端子に接続した整流回路、６
ｂは整流回路６ａのマイナス高電圧端子、６ｃは整流回
路６ａのプラス高電圧端子であり、両高電圧端子６ｂ・
６ｃ間には約６ＫＶの高電圧が出力されるようになって
いる。

【００２１】７は空気吹出口４付近の空気流路２の壁面
から空気流路２内に突出させた針状の電極であり、該電
極７とマイナス高電圧端子６ｂとが接続されている。ま
た、従来のマイナスイオン発生装置では電極７と約１０
ｍｍの間隔をおいて板状電極が空気流路２内に取付られ
ており、この板状電極とプラス高電圧端子６ｃとが接続
されている。

【００２２】操作パネル１９によってマイナスイオン発
生モードを選択すると、空気流路２内の電極７と板状電
極の間に直流の高電圧がかかるから、電極７から飛び出
した電子がその途中で中性の空気の分子に当たると、こ
の空気の分子をマイナスにイオン化するものであり、一
般的には吹出し空気量を多くして時間あたりに両電極間
を通過する空気量が多くなれば、マイナスイオンの発生
量が増加するものである。また、両電極間にかける電圧
を高くすれば電極７から飛び出す電子が増えてマイナス
イオンが増加するが、このように電圧を高くした時には
コロナ放電が発生し易く、マイナスイオンも増えるが人
体に悪影響のあるオゾンを発生させるから、結局、運転
音の静かな状態でマイナスイオンだけ多量に発生させる
ことはかなり難しいことであった。

【００２３】この発明は極端に両電極間の電圧を高めな
いでも多量のマイナスイオンの発生を可能にしたもの
で、８は枠体１内の適当な位置に配置した導電性部材で
あり、該導電性部材８と接触する部材は合成樹脂などの
絶縁物質で構成し、導電性部材８は電気的に独立して一
定の容積や面積を持つ金属によって構成している。そし
て、この導電性部材８は独立して空気中に位置されるも
のではなく、絶縁状態にある物質と接触し、この絶縁状
態にある物資が導電性部材８と一緒に枠体１に収納され
ることによって枠体１と接触する関係にあるということ
である。

【００２４】前記高電圧トランス６の出力であるプラス
高電圧端子６ｃは導電性部材８に接続されており、空気
流路２の電極７と枠体１内の導電性部材８との間に直流
の高電圧がかけられている。この時、電極７は直接導電
性部材８と対峙していないから放電現象は起こり得ない
ものであり、導電性部材８とは絶縁されてプラスに帯電
した空気流路２壁が電極７と対峙する関係となり、電極
７から飛び出した電子が枠体１に向かい、その途中で中
性の空気の分子に当たってマイナスイオンを発生させて
いる。これによって微弱な電流が両高圧電極６ｂ・６ｃ
間に流れるが、この電流は放電によるものではないと思
われ、すべてがマイナスイオンの発生に使われるものと
考えられる。

【００２５】従って、このような構造において両高圧電
極６ｂ・６ｃ間に流れる電流を増加させればマイナスイ
オンの発生量が増加することがわかったもので、例えば
プラス高電圧端子６ｃの先端に取付た板状の配線取付板
を導電性部材８と見なして合成樹脂の枠体１にねじ止め
するだけでも、マイナスイオンの発生量が空気流路２内
の板状電極にプラス高電圧端子６ｃを接続する時よりも
多くなることがわかった。

【００２６】また、その後の確認試験によるとこの枠体
１内の導電性部材８の長さや厚さや面積などが大きい
程、マイナスイオンの発生量が多くなることが確認さ
れ、枠体１内で絶縁体に固定されている金属片であれば
各種の部品が導電性部材８と見なすことができる。そし
て、この部品にプラス高電圧端子６ｃを接続すれば従来
品の構造よりも確実にマイナスイオンの発生量が増加す
ることが確認できた。

【００２７】例えば、空気吹出ファン５の電動機５ａが
枠体１の仕切板１３に配置されて空気流路２内に位置し
ていても、取付には合成樹脂の絶縁体を介在させてあ
り、金属部分の露出が少ない時にはこの発明の導電性部
材８と見なすことができ、電動機５ａの外郭にプラス高
電圧端子６ｃを接続すれば多量のマイナスイオンの発生
が確認できた。

【００２８】１０は制御装置９の電源回路を構成する電
源トランスであり、この電源トランス１０は空気流路２
から完全に隔離された枠体１内に装置されて絶縁状態に
あるから導電性部材８となり得るものであり、該電源ト
ランス１０の外郭に高圧トランス６のプラス高電圧端子
６ｃを接続すれば、マイナスイオン発生量が増加するこ
とも確認できた。

【００２９】また、１１は空気清浄機を運転するための
交流電源、１１ａは交流電源１１に付属させた接地端子
であり、部屋のコンセントなどに交流１００Ｖ電源と直
接地面にアースされている接地端子を設けたものが最近
増えている。このような電源がある時にはこの接地端子
１１ａを利用すると更にマイナスイオンの発生量が増加
する。

【００３０】１２は前記導電性部材８と接地端子１１ａ
とを接続するアース線であり、プラス高電圧端子６ｃが
接続される導電性部材８をアース線１２で接地端子１１
ａに接続すると、プラスの電荷は接地端子１１ａから地
面に流れるので両高電圧端子６ｂ・６ｃ間に流れる微弱
な電流が幾分増えることがわかった。このように両高電
圧端子６ｂ・６ｃ間に流れる電流は電極７から飛び出す
電荷の増加となるから、マイナスイオンの発生量の増加
になるものである。

【００３１】このマイナスイオンの増加は実験によって
も確かめられており、空気１ｃｃ当たりのイオン数を測
定すると、イオン発生装置不作動状態でマイナスイオン
３０個、プラスイオン６０個、室温２４度、湿度２５％
の環境において、発生するマイナスイオンは従来構造で
３０００個、本発明の高圧配線の端子を枠体取付で４３
０００個、電動機取付で３８０００個、接地した電源ト
ランス取付で１１００００個と確認できた。

【００３２】また環境を換えた実験では、イオン発生装
置不作動状態でマイナスイオン８０個、プラスイオン７
０個、室温２３度、湿度３５％の環境において、発生す
るマイナスイオンは従来構造で１２００個、本発明の高
圧配線の端子を枠体取付で１８０００個、電動機取付で
２３０００個、接地した電源トランス取付で５２０００
個と確認できた。

【００３３】また、実験から明らかになったことはマイ
ナスイオンの発生量は室内湿度の影響が大きいことであ
り、湿度が７０％位の環境になると従来構造はもとより
本発明の構造でも、マイナスイオン発生装置としてほと
んど機能していないこともわかった。

【００３４】直流の高電圧電源を使ってマイナスイオン
を発生させる為には常識的には、マイナスとプラスの両
電極を空気流路２に設けて対峙させることが当然と信じ
られてきたが、本件発明ではプラス側の電極を空気流路
２から隠して枠体１内に配置するという構造が、マイナ
スイオンを多量に発生させる構造として不可欠であるこ
とを突き止めたものであり、空気流路２内に設ける板状
電極に代わって枠体１内の金属性部材が電極を構成する
導電性部材８として利用できるから、逆にコストダウン
も実現できた。

【００３５】尚、この発明ではマイナスイオン発生装置
を空気清浄機に取付けているが、空気清浄機の場合、フ
ィルター機構１５によって空気中に含まれたゴミや埃が
瀘過されてきれいになってから空気吹出口４に向かうか
ら、直流の高電圧をかけた時にも埃が帯電して電極７や
空気流路２の壁に付着する恐れはなくなり、常にきれい
な状態を維持できるから埃による漏電は起こらなくな
り、マイナスイオンの発生量の減少を抑えることがで
き、空気清浄機とマイナスイオン発生装置との組合わせ
は好ましい実施例といえる。

【００３６】

【発明の効果】人がいる室内のマイナスイオンが多い時
には、このマイナスイオンが体内の活性酸素を中和する
働きがあるといわれており、この作用によって人は健康
な状態を維持して気分を爽快にするという働きが生まれ
るといわれている。この為、空気調和された室内のマイ
ナスイオンを増加する機能を、この空気調和機に組込ん
だ製品が販売されており、この構造は空気吹出口付近の
空気流路に二つの電極を設けて、この電極間に直流高電
圧をかけるものであった。

【００３７】この発明は高圧トランス６のプラス高電圧
端子６ｃが接続される電極をなくし、枠体１内に配置す
る導電性部材８にプラス高電圧端子６ｃを接続してお
り、この導電性部材８は接触する部材とは絶縁状態にあ
り、枠体１の空気流路２内のマイナス高電圧端子６ｂが
接続される電極７から隔離されている。この為、両高電
圧端子６ｂ・６ｃ間には放電現象は発生せず、流れる微
弱電流は放電によるロスがなくマイナスイオンの発生に
使われるから、多量のマイナスイオンが発生するように
なった。

【００３８】また、この構造で電極７と導電性部材８の
間に高電圧をかけてもコロナ放電は発生せず、電極６付
近で発生する人体に有害なオゾンは皆無であり、また、
放電現象がないから電極６の劣化もほとんど発生しない
ものである。

【００３９】更に、空気中に含まれる埃がプラスやマイ
ナスに帯電すると、電極７や空気流路２の壁面に付着す
ることがあり、この埃を介して漏電が発生するが、一方
の導電性部材８とは隔離されているので、マイナス高電
圧とアースが導通状態になることはなく、マイナスイオ
ンの発生量が少し減少することはあっても、激減したり
無くなるようなことはない。

【００４０】具体的な実施例として、枠体１内に配置す
る導電性部材８として空気流路２に空気の流れを作る空
気吹出ファン５の電動機５ａの外郭を利用しても良く、
この時には特別に導電性部材８を用意する必要はなくな
り、従来品と比べて空気流路２内の板状電極が不用にな
り、マイナスイオンの増加とコストダウンが両立できた
ものである。

【００４１】また、同様に制御装置９の電源を供給する
ための電源トランス１０の外郭を導電性部材８として利
用することができ、この時も特別に導電性部材８を用意
する必要はなくなり、従来品と比べて空気流路２内の板
状電極が不用になり、マイナスイオンの増加とコストダ
ウンが両立できたものである。

【００４２】また、放電現象が発生しない状態の基で、
マイナス高電圧端子６ｂとプラス高電圧端子６ｃ間に流
れる電流量を増加できれば、この電気エネルギーはマイ
ナスイオンの発生に使われ、マイナスイオンを増加する
ことができる。この発明では交流電源１１の端子に接地
端子１１ａが取付けられてこれを利用できる時には、ア
ース線１３によって導電性部材８と接地端子１１ａを接
続するとアースに流れる電流分が増加するので、マイナ
スイオンの発生量は更に増加することができたものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例を示す空気清浄機の縦断面で
表わした正面図である。

【図２】この発明の実施例を示す空気清浄機の縦断面で
表わした側面図である。

【図３】この発明の実施例を示す空気清浄機の制御装置
の要部の電気回路図である。

【符号の説明】

１ 枠体 ２ 空気流路 ３ 空気吸込口 ４ 空気吹出口 ５ 空気供給ファン ５ａ 電動機 ６ 高圧トランス ６ａ 整流回路 ６ｂ マイナス高電圧端子 ６ｃ プラス高電圧端子 ７ 電極 ８ 導電性部材 ９ 制御装置 １０ 電源トランス １１ 交流電源 １１ａ 接地端子 １２ アース線

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 枠体１内に空気流路２を形成し、かつ、
   空気流路２の端には空気吸込口３と空気吹出口４とを設
   け、該空気吸込口３から空気吹出口４に至る空気流路２
   には、空気流を作り出す空気吹出ファン５を設けると共
   に、 枠体１には昇圧コイルで構成する高圧トランス６を内装
   し、該高圧トランス６の出力側には整流回路６ａを介在
   して直流の高電圧端子６ｂ・６ｃを設け、空気吹出口４
   付近の空気流路２の中に電極７を配置し、該電極７から
   離れた枠体１内には接触する部材と絶縁状態にある導電
   性部材８を配置し、電極７に高圧トランス６のマイナス
   高電圧端子６ｂを接続し、枠体１内の導電性部材８に高
   圧トランス６のプラス高電圧端子６ｃを接続し、電極７
   と導電性部材８との間に直流の高電圧をかけることを特
   徴とするマイナスイオン発生装置。
2. 【請求項２】 空気流を空気流路２内に作り出す空気吹
   出ファン５の電動機５ａは枠体１の部材と絶縁状態に配
   置し、空気吹出ファン５の電動機５ａの外郭を導電性部
   材８とみなして高圧トランス６のプラス高電圧端子６ｃ
   を接続し、電極７と電動機５ａの外郭との間に高電圧を
   かけることを特徴とする請求項１記載のマイナスイオン
   発生装置。
3. 【請求項３】 前記高圧トランス６の制御装置９の電源
   回路を構成する電源トランス１０は枠体１の部材と絶縁
   状態に配置し、該電源トランス１０の外郭を導電性部材
   ８とみなして高圧トランス６のプラス高電圧端子６ｃを
   接続し、電極７と電源トランス１０の外郭との間に高電
   圧をかけることを特徴とする請求項１記載のマイナスイ
   オン発生装置。
4. 【請求項４】 交流電源１１と接地端子１１ａを設ける
   と共に、前記高圧トランス６のプラス高電圧端子６ｃを
   接続した導電性部材８はアース線１２によって接地端子
   １１ａと接続し、高圧トランス６のプラス高電圧端子６
   ｃと導電性部材８とを接地したことを特徴とする請求項
   １記載のマイナスイオン発生装置。